Ракетная мастерская / Энциклопедия / Железа окислы и гидроокислы

Cоединения 2- и 3-валентного железа с кислородом:
закись FeO, закись-окись Fe3O4 и окись Fe2O3 и соответствующие гидроокиси Fe(OH)2 и Fe(OH)3.
Свободная железная к-та H2FeO4 и отвечающий ей ангидрид - трехокись железа (FeO3) не получены. Выделены соли железной кислоты - ферраты, общей формулы Me2FeO4 (где Me - одновалентный металл), - исключительно сильные окислители.
Железа закись FeO - черные кристаллы, кубич. решетка с периодом а=4,299 А, плотн. 5,7; т. пл. 1368C. Теплота образования H= -63,7ккал/моль. В воде практически нерастворима, хорошо растворима в кислотах. Легко окисляется,пирофорна; после прокаливания становится химически менее активной. Закись железа получают восстановлением Fe2O3 водородом или нагреванием оксалата железа FeC2O4.2H2O в атмосфере азота; продукт реакции содержит примеси Fe и C. При действии щелочей на соли Fe(II) выпадает гидроокись 2-валентного железа Fe(OH)2 в отсутствии O2 в виде объемистого бледно-зеленого осадка. При соосаждении с изоморфной Mg(OH)2 может быть получена кристллич. форма Fe(OH)2 - бледно-зеленые кристаллы, гексагональная решетка, a=3,24 А, c=4,47 А; плотн. 3,4. Теплота образования H= -135.8 ккал/моль. Легко окисляется до Fe(OH)3. При 150 - 200C разлагается: 4Fе(ОН)2 = Fе+Fe3O4+4H2O. В воде Fe(OH)2 трудно растворима. Легко растворима в кислотах и р-ре NH4Cl.
Железа закись-окись Fe3O4 - черные кристаллы, кубич. решетка, a=3,380 А, плотн. 5,2, ферромагнитна. При 1538C разлагается. Теплота образования H= -267,0 ккал/моль. Растворяется в кислотах, образуя смесь солей Fe2+ и Fe3+. При нагревании на воздухе окисляется до Fe2O3. Закись-окись железа получают действием водяного пара на раскаленный металл, частичным окислением закисных соединений, восстановлением окиси железа закисью или металлом. Природная закись-окись железа (магнетит) служит сырьем для получения железа.
Железа окись Fe2O3 существует в трех модификациях: парамагнитная -Fe2O3 и ферромагнитная -Fe2O3 и -Fe2O3. Наиболее устойчива -Fe2O3 - кристаллы от темно-красного до черно-фиолетового цвета, гексагональная решетка с параметрами a=5,025 А, c=13,735 А и = 55 14' и плотн. 5,25. Теплота образования H= -196,5 ккал/моль. Плавится при 1562C (с разл.). -Fe2O3- коричневые кристаллы кубич. системы, a=8,339 A, плотн. 4,69. Как -, так и -Fe2O3 образуется на поверхности железа при его окислении. Модификация -Fe2O3 может быть получена при окислении р-ров солей железа в щелочном р-ре. Окись железа растворима в кислотах. Может быть получена прокаливанием Fe(OH)3 или железного купороса, окислением FeS2 и др. способами. Природная -Fe2O3 - гематит, служит сырьем для получения железа.
Железа (III) гидроокись Fe(OH)3 - красно-коричневые кристаллы, кубич. решетка, a=5,71, плотн. 3,4-3,9. Теплота образования кристаллич. модификации H = -197,0 ккал/моль. Растворимость при 18C 0,000048 г в 100 г воды; хорошо растворима в кислотах. Fe(OH)3, осажденная щелочью из р-ра Fe(III), представляет собой гидрогель; гидрозоль получают добавлением гидрогеля к раствору FeCl3. В про-ти Fe(OH)3 получают взаимодействием FeCl2 с мелом и окислением осадка воздухом или непосредственным окислением FeCO3 воздухом. Fe(OH)3 обладает слабо выраженной кислотной функцией. Соответствующие соли - ферриты, аналогичны по составу алюминатам и производятся от одноосновной железистой к-ты HFeO2, не выделенной в свободном состоянии. Известны ферриты щелочных, щелочноземельных и нек-рых др. металлов. Интересно, что отдельные, сходные по составу ферриты обладают различными структурами кристаллов и различными магнитными свойствами.
Окислы и гидроокиси железа применяют в качестве пигментов (см. Пигменты железоокисные). Ферромагнитные окислы железа, а также ферриты применяют в электротехнике, в частности в производстве магнитных звуковых лент.
Лит.:
Позин М.Е., Технология минеральных солей, 2 изд., Л.,1961.